物理演示实验的设计原则

物理演示实验的有效设计

王兴隆

(甘肃金昌市金川区宁远中学,金昌，737106) 摘要：物理教学是以实验为基础的教学，演示实验占整个中学物理实验绝大部分，它对帮助学生深刻理解物理概念和规律，掌握研究物理的科学方法，培养学生严谨认真的科学态度具有重要作用。老师设计的演示实验应当具有简单易直观、形象真实、生动有趣、启迪智慧的特点。

关键词：演示实验有效设计

初中学生，正处在兴趣的发展时期，怀有强烈的好奇心,对于物理实验课特别感兴趣。物理教学若离开了观察和实验，就成了无源之水，无本之木，纸上谈兵。随着中学物理教学研究的不断深入和发展，实验的重要作用越来越为人们所认识。实验它在激发学生学习兴趣、训练动手操作能力，特别是在培养学生创造性思维能力方面有着很好的作用，因而引起广大物理教育工作者的关注。多做实验、做好实验才能教好物理，学生只有在良好的实验氛围中才能真正学好物理。

实验中演示实验是实验教学的重要组成部分。演示实验是指为配合教学内容而由教师操作示范的实验。演示实验可以激发学生的学习兴趣，培养学生的观察能力和思维能力，可以使学生对物理现象获得生动、深刻的印象，它能化抽象为具体,化枯燥为生动,把要研究的物理现象清楚地展示在学生面前,引导学生观

察思考,帮助他们掌握物理概念和规律。

物理有效的教学必须设计有效的演示实验，那么怎样设计演示实验才能使课堂教学卓有成效呢？笔者从以下几方面进行探究：

一、有效的演示实验设计应该是简易、直观的

演示实验一般是教师在讲台上做，好几十名学生观察同一个实验现象，若设计繁琐抽象的话，既耽误上课时间又使造成学生认知困难，适得其反，因此实验的设计要尽可能采用简单常见的仪器，

仪器个数尽量少，设计的选题要尽可能与日常生活实际相联系，实验的原理要在学生理解范围之内。演示实验的设计应排除次要因素的干扰，突出研究对象这一主要矛盾，特别是建立、巩固物理概念或引入课题的定性演示，没有必要追求过分精密而使仪器结构复杂化或操作过程、方法复杂化。另外，演示实验设计特别强调直观性，它包含实验过程、实验器材、实验现象的直观性。

提出这个原则的理由基于以下几点。首先，探索性实验作为实验教学的一种形式，它由教师给出实验课题、提供实验器材、提出实验要求，让学生自己设计实验方案，并选取日常生活中的一些物品作实验器材，自制一些简单的仪器或零件。麦克斯韦在评价简单仪器时也曾说过：“这些实验的教育价值，往往与仪器的复杂性成反比，学生用自制的仪器虽然经常出毛病，但他却会比用仔细调整好的仪器学到更多的东西。仔细调整的仪器学生易干依赖，而不敢拆成零件。”这很好地说明了简单仪器特有的教育价值。

因此，演示实验特别强调直观性，它包含实验过程、实验器材、实验现象的直观性。如学到磁场这一节时，学生对磁感线不甚了解，若老师用许多小磁针放在磁体周围来演示，不仅下面学生看不清楚，而且让学生感到更难理解，若用在磁体上放一张纸，再在纸上撒些碎铁屑，然后用摄像头照着纸片抖动，将用碎铁屑显示磁感线形状放大显示在屏幕上，学生直观清晰的看到了磁感线的形状，这样的实验才真正帮助学生理解概念。又如在做音调与频率的关系的实验时，若用不同的音叉或不同的琴弦做，下面的学生无法看清振动的快慢，若用一个长塑料尺竖直夹牢，然后放长、放短拨发声，下面学生能清楚看到振动快慢，这样的实验才直观形象。再如在做“电磁感应现象”实验时，利用电流放大器将铜线切割磁感线产生的电流放大，然后才接到演示电流计，实验时，电流计的指针偏转较大，效果十分明显。

如利用象棋子做惯性实验，在平滑桌面上叠放几个棋子，用铁尺猛击最下面棋子，看到这一棋子飞出，而上面棋子还在原地。又如在探究流体压强与流速关系时，不要用什么复杂仪器，用两张纸，从中间吹气，明显看到两张纸合拢。再如探究声音的产生时，可以将直尺压紧在桌子上，一部分伸出桌面，用手拨动伸出桌外的一端，使直尺振动，得出声音是由于物体振动产生的。……

这样做能使学生感到物理就在自己身边，研究物理并不神秘，从而调动学生的学习积极性、主动性，培养创造精神。

二、有效的演示实验设计应该是真实可靠的

物理是实验为基础的学科，用实验建立概念，用实验总结物理规律，还用实验验证能物理猜想，每个演示实验的成败都维系着一个概念教学或一个规律的探讨。成功实验不仅节约时间，而且具有极强地说服力。例如在学到影响滑动摩擦力大小的因素时，先让学生猜想可能有那些因素时，往往除压力和粗糙程度外，还有接触面积大小，如何排除接触面积大小因素呢？只有实验。实验时若准备不充分，做出来结果就不一样，这样不可靠的实验会给学生理解带来误区，是不应该的。课前精心准备，拿一块光滑玻璃，找一块长方形铁块，两面都事先磨光滑，这样用弹簧测力计拉着铁块平放、立放在玻璃板上做匀速直线运动时，测力计示数保持不变，这样成功的实验令人信服证实了滑动摩擦力大小与接触面积无关。如做马德堡半球实验有两种方案，一是橡皮制作的模拟器材，另一种是金属制作的较为正规的马德堡半球。使用后者需要抽气机，且两半球的密封性要好，课前还要检查抽气机的工作性能，实验时经常因为半球的密封性、抽气机等原因使实验失败。而使用前者只要用力压紧两半球，将其中空气压出即可，成功率较高。

三、有效的演示实验设计应该是学生感到趣味横生

兴趣是最好的老师。做好演示实验既能使学生的注意力高度集

中，又可以把抽象复杂的物理概念生动地显示在学生面前，使学生易理解、易掌握。在讲授新课前，通过演示实验，充分创设情境，恰当设置问题，是激发学生兴趣和求知欲的良好途径。初中学生，对物理特别是实验有极大的兴趣，但往往对概念理解不深，死记硬背，教师可充分利用其心理特点，做好实验及适当增加实验引导学生观察理解记忆。

因此物理演示实验的设计要充分考虑学生的心理特点和认知水平，实验设计要求能极大调动学生的好奇心和求知欲，因而要生动、有趣，能使学生在进行实验探索时，自始至终保持很高的兴趣。生动有趣，富有魅力的演示实验可通过各种感觉器官让学生留下难忘的记忆，容易激起学生的学习兴趣和求知欲。如演示大气压实验，可补充“酒瓶吞蛋”实验。把煮熟的鸡蛋去皮，放在一旁备用，取一个普通的开口啤酒瓶，将一燃烧着的细纸条迅速塞入瓶中，再马上将鸡蛋的小头朝下立在瓶口上，随着火的熄灭和白烟升起啤酒瓶将把鸡蛋吞进“肚子”里。再如，园底烧瓶装半瓶水，用酒精灯加热至沸腾后，停止加热后问学生：不加热能使水重新沸腾吗？然后用塞子塞住瓶口倒过来，用冷水浇瓶底，惊奇的现象出现了，水又沸腾了！学生们惊奇后会想这是为什么呢？顿时觉得物理非常有趣。

四、有效的演示实验设计应该是启迪学生智慧的

孔子曰：“不愤不启，不悱不发，举一隅不以三隅及，则不复也”。朱熹注云:“愤者，心求通而未得之意。悱者，口欲言而未能之貌。启，谓开其意。发，谓达其辞。”所谓“不愤不启”就是当学生还没有搞通问题时，教师要给以适当指导，帮助学生开启思路。物理演示实验就能够提供丰富的感性材料，变抽象为形象，起到开启学生思路的作用。在物理教学中，教师的作用主要是在学生的思维过程中提供信息、激化矛盾、引导指点。当生动的演示现象出乎学生的意料之外时，认知的矛盾将上升为思维的动力。因此演示实验的设计更

应突出学习中扩大感性知识，激化矛盾，使之上升到理性的过程，这就是启发性原则。

如笔者讲到压强知识时，学生对压力作用效果大小的两个影响因素中对受力面积的影响不甚理解，为此设计这样的演示实验：师设疑：我现在有几个气球，我们站到它上面能压破吗？现在哪位学生上来试试？

生：很快有几位学生上来站在气球上，将气球压破。学生显得很轻松，甚至有些得意。

师：现在我来试试。我拿事先准备好的轻薄木板放在气球上，然后轻轻站到木板上，轻轻压扁了，但没有破。

生：感到很惊讶。

师：气球为什么没有破？难道是压力不足够大？这个实验给我们什么启示呢？

生：学生开始热烈讨论，很快学生分析到受力面积的因素，且理解的很深刻。

这样的演示实验对学生理解物理知识起到很好的启迪作用，也起到很好的教学效果。

再如讲解到声音响度大小影响因素时:

师设疑：声音是由物体的振动产生的，那么响度的大小是由什么因素决定的呢？

生：往往无从说起。

这时候教师就要用演示实验启发学生思考，开启学生思路。

师：用一根绷紧的琴弦，轻拨一下，看振动幅度听声音，再重拨一下，看振动幅度听声音。引发学生再思考。

在这样的实验启发下，学生开启了思路。

生：声音的响度由物体振动的幅度大小决定。

若教师进一步提出声音的音调由什么决定时，由于有前面演示

实验的启示，学生也不会满无目的的猜，会从振动情况去考虑。

一、目的性原则

演示实验是中学物理教学中数量最多，应用最广泛的一种实验，它的主要目的有引入课题、深入分析、突破难点三个作用；从教学内容来看，主要有建立概念、探索规律、深入应用三个作用。在不同的教学环节、教学内容应设计不同的演示实验，这就是演示实验的目的性原则。如“杠杆”是简单机械中最简单的一种，如何用实验引入课题？课前准备一只啤酒瓶和起子，把啤酒瓶盖子盖紧，请班中力气最大的同学用手，力气最小的用起子，看谁能把瓶盖打开，用实例说明起子的作用；再用羊角锤拔钉子。对比两个实例，抓住共同特点：都是硬棒，都有一个固定点，并绕这个固定点转动。用这样的演示实验达到建立物理概念、引发学习兴趣的目的，从而完成用实验引入课题的教学任务。再如电学中学到短路现象时，学生很难理解，为此可以设计两个演示实验，一是用一根导线直接连到一节干电池两级上，让学生摸导线很快发烫，深切感受到短路的危害性；另一个是连一个两灯泡串联电路发光，然后用一根导线并在其中一个灯泡两端，让学生看到这灯被短路而熄灭；用这样的演示实验很轻松地达到突破学生认知难点的教学。

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为了配合新课程、新教材的课堂教学需要，我社精心研制开发了本系列节目。本系列片中的实验严格按照新课标的要求，并参考人教版等主流版本教材内容框架的基础上设计开发的，因此实验覆盖全面、适用性强，适用于高中不同版本教材的教学需要。片中的大部分实验设计巧妙，追求超越与创新，不但强调现象的真实性、可视性，而且注重引发兴趣、启发思考，力求反映新课程的要求和当代科学成果，提升对知识、现象的理解。在实验的制作过程中，我们还使用了目前较为先进的视频技术手段和设备器材，通过特写、显微摄像、定格播放、控制播放速度等电视手法，使实验现象更为明显，可视性更强，超越了课堂现场实验演示的效果。 详细目录 第一盘 1、瞬时速度的测量 2、探究小车速度随时间变化的规律 3、自由落体运动的研究 4、用打点计时器研究自由落体运动 5、物体的微小形变 6、探究弹簧的弹力与形变量的关系 7、探究分力与合力的关系 8、研究静摩擦力与滑动摩擦力 第二盘

1、验证牛顿第一定律 2、探究加速度与力、质量的关系 3、研究作用力与反作用力的关系 第三盘 1、超重与失重 2、研究平抛运动的规律 3、验证机械能守恒定律 4、摩擦起电 5、接触起电 6、感应起电 7、法拉第圆筒实验 8、研究影响平行板电容器电容的因素 9、观察电容器的充电与放电过程 10、探究导体中电流与电压的关系 第四盘 1、伏安法测电阻 2、探究导体的电阻与导体长度、截面积的关系 3、描绘小灯泡伏安特性曲线 4、电压表内阻的测定 5、电流表的改装 6、探究电源输出电压与内电压的关系 第五盘 1、电源电动势与内阻的测定

初中物理演示实验的教学设计6页word文档

初中物理演示实验的教学设计 物理是一门以实验为基础的学科，其中包含大量的演示实验，它们是帮助学生建立物理概念和规律，理解和掌握物理知识不可缺少的手段，也是塑造学生科学精神和培养良好品德，促进学生由形象思维向抽象思维转变的有效途径。在新课程模式下强调以学生为本、以学生为主体，这就要求物理教师充分利用演示实验引导学生观察现象、发现规律、增强课堂效果。下面就如何设计好演示实验，发挥演示实验的课堂效果，谈谈自己的看法。 1 演示实验要精心准备，反复调试 为了更好地达到演示实验的效果，教师课前必须精心准备实验材料、设计合理的实验过程，弄清楚实验的原理和方法，并要反复操作调试，直到熟练的地步。对于在实验中可能出现的故障做到心中有数并能及时排除，从而使实验做得规范、熟练、成功，以取得预期的效果。 讲解“电磁铁”，由于实验器材的原因，教师课前必须经过试验找到合适的电流范围，以便达到实验效果。讲解物体浮沉条件，通过改变液体密度让学生发现鸡蛋从下沉到悬浮最后到漂浮。这个实验要想达到理想的效果，就要求教师课前将水变成盐水，使鸡蛋下沉到水底的状态变为悬浮的临界状态，这样鸡蛋从下沉到悬浮最后到漂浮的过程明显、节省时间。讲解“压力压强”，教师要选择有弹性的海绵和质量合适的物体。在演示热机原理的实验时，经过反复的调试，得出在试管中加入水的体积为试管的四分之一，需要用酒精灯加热大约2分钟，实验的效果非常明显。 2 演示实验装置设备，尽可能使用学生生活中常见、常用的物品组

合，尽可能多地使用自制教具 物理来源于生活，并与社会生活联系紧密，在进行演示实验时应尽可能使用学生生活中常见、常用的物品组合，有意识地引导学生联系生活实际，分析物理现象，并可巧用身边物品进行物理实验，以此激发学生的学习兴趣，加深学生对所学知识的理解。 例如演示磁极间相互作用时，可利用粉笔做导轨演示很是方便。具体做法：将七八支粉笔平行摆好，然后将两条形磁铁拉开或靠近来演示相吸或相斥。此实验还可用在力学部分来说明物体间力的作用是相互的。又例如顺手拿过学生的铅笔，将两环形磁铁套在铅笔上演示同名磁极相互排斥，还能说明磁悬浮列车的原理。如用铅笔和小刀做压强实验，用雪碧瓶做液体压强与深度关系的实验，用汽水瓶做大气压实验，用眼药瓶做物体的浮沉实验，用水和玻璃做光的色散实验等，这些器材学生更熟悉，更有利于使学生体会物理就在身边，物理与生活联系非常紧密。 另外，在进行演示实验时教师还要尽可能多地使用自制教具。自制教具一般都是教师针对现有实验不足或者现有仪器演示效果不明显而设计 制作的，实验结果会更明显、更直观，学生更容易观察到。如讲解“浮与沉”时，教师可以利用自制潜水艇进行演示，效果会很明显。 再如在演示“液体沸点和气压关系”的实验时，首先在两只烧瓶里装上适量的水，让温度计的玻璃泡完全浸没在水中，然后给左烧瓶加热，由于空气受热膨胀，左瓶一部分空气通过导管流到右瓶里，使左瓶的气压减小，而右瓶气压增大。加热一段时间后，夹子夹紧橡皮管。用酒精灯同时给左右烧瓶加热，直到水沸腾，读下左右温度计示数大约为94 ℃和105 ℃。

高中生物实验设计的基本原则

(2017·全国Ⅰ，29)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒①两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基②之间的相互转换。请利用放射性同位素标记③的方法，以体外培养的宿主细胞④等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组⑤) 审题关键 信息①：病毒营寄生生活，由蛋白质和核酸组成，核酸是DNA或RNA，只含有二者中的一种，DNA和RNA在化学组成上的区别如下： 信息②：强调了碱基，二者碱基的区别：DNA特有T，RNA特有U。 信息③：放射性同位素标记法是指用放射性同位素替代某化合物中的特殊元素，来追踪该化合物的运行和变化规律。回忆相关内容： 信息④：联想T2噬菌体遗传物质的探究实验和病毒的寄生特点，标记病毒需要先用含有放射性元素的培养基培养宿主细胞，再让病毒去侵染标记的细胞，子代病毒就会被标记。 信息⑤：甲、乙两组要形成对比，结合信息①、②、③、④可判断出，应分别用放射性同位素标记DNA成分中的T和RNA成分中的U。 参考答案 (1)实验思路 甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。

(2)结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。错解例析 错例：用含有放射性同位素标记的尿嘧啶和胸腺嘧啶的培养基培养病毒。一段时间后收集病毒并检测其放射性。 错因分析：没有分成甲、乙两组，而是用同时含有放射性同位素标记的尿嘧啶和胸腺嘧啶的培养基来培养，不能形成对照。病毒不能直接用培养基培养，这样设计不科学。 实验设计遵循的四大基本原则 1．单一变量原则：即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。 2．对照原则：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其他因素都相同)，以便消除无关变量对实验结果的干扰，增强实验结果的可信度。 3．平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。 4．科学性原则：在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。 1．已知蛋白质和双缩脲试剂反应呈现紫色，请你根据给出的实验材料设计一个验证唾液中含有蛋白质的实验，要求写出(1)基本的实验步骤，(2)预期实验结果和结论。 材料用具：双缩脲试剂A液、双缩脲试剂B液、蛋清稀释液(含有丰富蛋白质)、水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶、镊子、脱脂棉。 答案(1)步骤： ①用清水漱口后取适量唾液到小烧杯中，备用； ②取2 mL蛋清稀释液和2 mL唾液分别加入甲、乙两支试管中； ③分别向两支试管中加入双缩脲试剂A液1 mL，振荡后加入双缩脲试剂B液4滴，振荡均匀后静置； ④观察并对照两支试管的颜色。 (2)预期结果和结论：甲、乙两支试管都呈现紫色，说明唾液中含有蛋白质。 解析要验证唾液中含有蛋白质，可采取设置对照实验的方法。取两支相同的试管，在其中一支试管中加入唾液，在另一支试管中加入蛋清稀释液作为对照，经过相同的处理后，根据

泰山学院物理实验教学示范中心管理制度

泰山学院物理实验教学示范中心管理制度 （一）实验教学人员岗位责任制 一、熟悉学校制定的各项实验室规章制度。 二、及时掌握各类新进仪器设备的性能指标及使用方法，尽快使用在教学科研中。 三、对精密仪器、易损仪器要精心爱护，对毒品、易燃易爆物品、放射源等严加管理。 四、保持仪器设备的完好性，随时为教学科研服务。 五、电子设备应定期通电检查。 六、实验课应提前十五分钟到实验室，做好实验课前准备工作。 七、实验过程中，随时处理实验过程中出现的各种问题，不得长时间离开实验室。 八、实验结束后，督促学生整理好仪器设备、打扫卫生、关闭水源和电源。 九、离开实验室前，要重新检查水源、电源和窗子是否关闭，出门上锁。 十、做好防水、防火、防盗工作。 十一、以上各条适用于我系所有专、兼职实验人员。 泰山学院物理实验教学示范中心 2002年6月

(二)实验室守则 一、保持实验室环境的肃静和整洁。 二、实验前要根据教师所给或仪器卡片检查核对仪器，如有缺损，立即向教师报告，不准私自向别的实验台拿取。 三、未了解仪器性能之前切勿动手，使用仪器时必须严守仪器的操作规程(使用电子仪器要特别注意电源电压、极性)； 不许擅自拆卸仪器。 四、仪器发生故障、损坏或丢失时，立即报告指导教师。 五、连接电路并在确定无误后，应请教师检查，经允许后方可接通电源。 六、注意爱护和正确使用仪器，注意节约材料和水、电等。 七、实验完毕后即关闭电源、照明灯、水道等，将仪器、材料恢复到实验前的状态，并请教师检查和在实验记录上签字，然后方可离开实验室。 泰山学院物理实验教学示范中心 2002年6月

(三)实验室安全制度 一、实验室要认真做好安伞防护工作，对防盗、防冻、防火、防水、防触电工作进行定期检查。经常对学生进行安全教育，以确保实验室的安全。 二、实验室应注意安全，必须严格遵守操作规程，防止发生意外事故。在实验过程中如出现事故，应及时报告指导教师，并立即切断电源、水源、停止实验，保护现场，检查原因，明确责任。 三、要文明上课，安全实验，离开实验室前，关好水、电、门、窗，以确保安全。 四、发现实验室被盗，仪器设备丢失等情况，应及时通知保卫处处理。 泰山学院物理实验教学示范中心 2002年6月

高中物理教材演示实验汇编

教材演示实验汇编 1.探究作用力与反作用力关系的实验装置如图，将台秤放在水平工作台上， 台秤上放有一杯水，读出此时台秤示数为F1，弹簧测力计下用细线悬挂一个小 球，静止时测力计示数为F2 ；将小球浸没到水中，处于静止状态，此时台秤示 数为F3 ，测力计示数为F4。小球在水中所受浮力大小为，方向； 该浮力的反作用力大小为，方向；比较两者关系即可得到作 用力与反作用力的关系。 2.在探究共点力作用下物体的平衡条件的实验中，请将下列步骤补充完整： A.将一方形薄木板平放在桌面上，在板面上用图钉固定好白纸，将三个弹 簧测力计的挂钩用细线系在小铁环上，如图甲所示 B.先将其中两个测力计固定在图板上，再沿某一方向拉着第三个测力计。 当铁环时，分别记下测力计的示数F1、F2、F3和，并作出各个力的图示 C.按作出F1、F2的合力F12，如图乙所示。比较F12和，由此，找出三个力F1、F2、F3的关系。 3.（1）某同学在“探究弹力与弹簧伸长的关系”时，得出了弹簧受到的拉力与弹簧的长度的关系，如图所示．请回答下列问题： （1）这根弹簧的原长是cm． （2）弹簧在受到6N的拉力时，弹簧比原长伸长了cm，此时弹簧发 生了形变． （3）分析图象及有关数据，可以得出的结论是，用此弹簧制作的弹簧测力 计的测量范围是。 （2）在探究“弹簧的弹力与伸长的关系”实验中，通过在悬挂的弹簧下面加 挂钩码，逐渐使弹簧伸长，得到以下的数据．由数据在坐标中画出图象． 由此得到结论：． 弹簧的劲度系数k=N/m．（取两位有效数字） 钩码个数 1 2 3 4 5 6 弹簧弹力F（N）0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 弹簧伸长x（cm） 1.20 2.40 3.60 4.76 6.10 7.10 4.在“研究滑动摩擦力的大小”实验中，如图将一木块和木板叠放于水平桌面上，弹簧测力计一端固定，另一端与木块水平相连，用力拉木板，使之在桌面上滑动，读出弹簧测力计的示数。根据的条件，木块与木板间滑动摩擦力等于测力计示数。 在实验中通过在木块上添加钩码的方法，改变木块对木板的压力，并分别测出滑动摩擦力的大小；把木板换成玻璃板再重复上面实验。下表为某实验小组测得的实验数据：

物理实验设计的基本方法

物理实验设计的基本方法 导读：本文是关于物理实验设计的基本方法，希望能帮助到您！ 物理学是一门实验科学，而我们目前的物理教学，基本上是停留在关于物理学的知识系统的归纳和理论体系的阐述上，就连物理实验本身的教学，也是按教材的分析按部就班地进行纯理论的讲解．其弊端是显而易见的，如果考查的实验不是教材所限的实验呢？ 一、实验设计教学的必要性１９９６年上海高考第四（５）题要求测定陶瓷管上均匀电阻膜的厚度，就属于设计型实验．但由于题目给出了全部实验器材和所有相关量，使实验定位在电阻或电阻率的测定上，又大大降低了实验难度，只属于局部设计型实验．无论命题者出于何种考虑，设计型实验毕竟半遮半掩地出现了，这多少给教学工作者提了个醒． １．从小处着眼，加强实验设计教学上海作为高考改革的试点城市，其成功的改革将为全国高考提供可能的改革方向，甚至一些新颖的题型和情境，都可能为全国高考所借鉴．如１９９６年全国高考第２１题就是从１９９５年上海高考第一（５）题脱胎而来的．无疑上海高考关于实验设计的考查是又一个成功的改革举措，极有在全国推广的价值．而物理《考试说明》中要求“会用在这些实验中学过的实验方法”，也为实验设计的考查在全国的推广提供了可能．

２．从大处着眼，加强实验设计教学著名核物理学家钱三强先生在为郭奕玲、沈慧君编著的《物理学史》所作的序中，曾严厉指出：“今天我们科学界有一个弱点，这就是思想不很活泼，这也许跟大家过去受的教育有一定关系……”我们常常教育学生“应该……”“必须……”；我们的考试题目常常不惜笔墨描述背景、附加条件，最后只有一个小小的空格“是……”．这样培养选拔出来的人才在学校是好学生，步入社会是好职员，大脑中只是机械地跳动着两个问题：“你要我做什么？你要我怎么做？”工作常常：“完成”的相当漂亮，但思想僵化，毫无创见．这正是我们的悲哀！长期以来的这种教育选拔模式，致使我们现在仍只能在很羞涩地提到几个美籍华人时才有一种借来的荣光与自豪！ 思想不活跃，是因为我们给了学生太多的“必须”的限制；思想僵化，是因为我们留给学生太少的“可能”的余地．实验设计的教学，正是活跃思想，培养能力的一种好方法，授以实验的基本方法，让学生自己去考虑有哪些可能的做法，自己会怎么做．二、实验设计的基本方法１．明确目的，广泛联系题目或课题要求测定什么物理量，或要求验证、探索什么规律，这是实验的目的，是实验设计的出发点．实验目的明确后，应用所学知识，广泛联系，看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过，与哪些物理现象有关，与哪些物理量有直接的联系．对于测量型实验，被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示；对于验证型实验，在相应的物理现象中，怎样的定量关系成立，才能达到验证规律的目的；对于探索型实验，在相应的物理现象中，涉及哪

实验设计的三要素与四原则

实验设计的三要素与四原则 众所周知，科研工作者在进行医药方面的科学研究之前，需要制定完善的统计研究设计方案，那么什么样的设计方案才称得上是完善的呢? 完善的设计方案需具备六个条件 一般来说，应具备以下条件：人力、物力和时间满足设计要求;实验设计的“三要素”和“四原则”均符合专业和统计学要求;重要的实验因素和观测指标没有遗漏，并做了合理安排;重要的非实验因素(包括可能产生的各种偏性)都得到了很有效的预防和控制;研究过程中可能出现的各种情况都已考虑在内，并有相应的对策和严格的质量控抗对操作方法、实验数据的收集、整理、分析等均有一套规范的规定和正确的方法。而其中准确把握统计研究设计的“三要素和四原则”，无疑是其设计方案科学严谨的象征。 实验设计的“三要素” 实验设计三要素应着重考虑： 一、受试对象的种类问题。这里面包含以下几种情形：l、一般医学科研——常用动物、离体标本或人体内取得的某些样本作为受试对象;2、新药的临床前试验——一般用动物作为受试对象;3.新药的临床试验阶段——一般用人作为受试对象。新药临床试验一般分为4期，在1期临床试验阶段，通常用健康志愿者作为受试对象;而在其他各期临床试验阶段，常用患特定疾病的患者作为受试对象。选择什么样的患者，应有严格的规定。 二、实验因素。实验研究的目的不同，对实验的要求也不同。若在整个实验过程中影响观察结果的因素很多，就必须结合专业知识，对众多的因素做全面分析，必要时做一些预实验，区分哪些是重要的实验因素，哪些是重要的非重要的实验因素，以便选用合适的实验设计方法妥善安排这些因素。水平选取的过于密集，实验次数就会增多，许多相邻的水平对结果的影响十分接近，不仅不利于研究目的的实现，而且将会浪费人力、物力和时间;反之，该因素的不同水平对结果的影响规律不能真实地反映出来，易于得出错误的结论。在缺乏经验的前提下，应进行必要的预实验或借助他人的经验，选取较为合适的若干个水平。所谓质量因素，就是因素水平的取值是定性的，如药物的种类、处理方法的种类等。应结合实际情况和具体条件，选取质最因素的水平，千万不能不顾客观条件而盲目选取。 三、实验效应。实验效应是反映实验因素作用强弱的标志，它必须通过具体的指标来体现。要结合专业知识，尽可能多地选用客观性强的指标，在仪器和试剂允许的条件下，应尽可能多选用特异性强、灵敏度高的客观指标。对一些半客观(如读取病理切片或X片上所获得的结果)或主观指标(如给某些定性实验结果人为打分或赋值)，一定要事先规定读取数值的严格标准，必要时还应进行统一的技术培训。 实验设计的“四原则” 实验设计四原则的实施主要包括：

大学物理演示实验报告

实验一锥体上滚 【实验目的】： 1．通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象，使学生加深了解在重力场中物体总是以降低重心，趋于稳定的运动规律。 2．说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势，同时说明物体势能和动能的相互转换。 【实验仪器】：锥体上滚演示仪 图1，锥体上滚演示仪 【实验原理】： 能量最低原理指出：物体或系统的能量总是自然趋向最低状态。本实验中在低端的两根导轨间距小，锥体停在此处重心被抬高了；相反，在高端两根导轨较为分开，锥体在此处下陷，重心实际上降低了。实验现象仍然符合能量最低原理。【实验步骤】： 1．将双锥体置于导轨的高端，双锥体并不下滚；

2．将双锥体置于导轨的低端，松手后双锥体向高端滚去； 3．重复第2步操作，仔细观察双锥体上滚的情况。 【注意事项】： 1．移动锥体时要轻拿轻放，切勿将锥体掉落在地上。 2．锥体启动时位置要正，防止它滚动时摔下来造成变形或损坏。

实验二陀螺进动 【实验目的】： 演示旋转刚体（车轮）在外力矩作用下的进动。 【实验仪器】：陀螺进动仪 图2陀螺进动仪 【实验原理】： 陀螺转动起来具有角动量L,当其倾斜时受到一个垂直纸面向里的重力矩(r ×mg)作用,根据角动量原理, 其方向也垂直纸面向里。

下一时刻的角动量L+△L向斜后方,陀螺将不会倒下,而是作进动。 【实验步骤】： 用力使陀螺快速转动，将其倾斜放在支架上，放手后陀螺不仅绕其自转轴转动，而且自转轴还会绕支架旋转。这就是进动现象。 【注意事项】： 注意保护陀螺，快要停止转动时用手接住,以免掉到地上摔坏。 实验三弹性碰撞仪 【实验目的】： 1. 演示等质量球的弹性碰撞过程，加深对动量原理的理解。 2. 演示弹性碰撞时能量的最大传递。 3. 使学生对弹性碰撞过程中的动量、能量变化过程有更清晰的理解。 【实验仪器】：弹性碰撞仪 图3，弹性碰撞仪

创新物理小实验的设计思想

初中创新物理小实验的设计思想 镇江市江滨中学物理组物理组 一、物理实验设计要具有挑战性：挑战性不仅表现在给学生视觉的冲击，更重要的是引起学生的思考 案例一：引言：奇妙的物理世界 实验设计：气流的变化。怎样把燃烧的蜡烛火焰吹灭？ 推荐理由：一般来说物体能挡住气流。但是，物体的形状对气流是有影响的。当在燃烧的蜡烛前面放一个方形的物体可以挡住气流、而换一个圆形的物体把蜡烛吹灭的时候，学生表现出来的惊奇是一种学习物理的享受。 案例二：对物体做功，物体的内能增加、温度升高 实验设计：压缩气体做功内能增加、温度升高。 推荐理由：压缩空气做功，空气的内能增加、温度升高。学生一般只知道结论，没有体验。我用打气筒有气嘴一端叫学生用手堵住，老师快速打气，这时气体的温度可能有上百摄氏度，对学生来说不仅是感觉的刺激，更重要的是引起学生的思考。接着，将温度计放在气嘴上用多媒体投影到光屏上，温度计的度数随打气而上升。

案例三：受力面积越大、压强越小 实验设计：探究：一个鸡蛋能承受多大的压力。 推荐理由：大家都知道：鸡蛋碰石头。可是，一个鸡蛋能承受20千克力左右，学生不一定能想到。当一个人站在四只鸡蛋上，鸡蛋没有碎；而鸡蛋轻轻一敲就碎时，一定能激发学生的思考，对学生理解压强的概念是有帮助的。 二、物理实验设计结果要在意料之外、情理之中：“情理”--------指物理的道理和自然之美 案例一：水蒸发吸热有致冷作用 实验设计：为什么纸不能燃烧？用二个餐巾纸团沾上酒精燃烧后，一个纸团烧成灰烬、另一个纸团酒精燃烧完后餐巾纸却完好无损。（这个餐巾纸团是用水浸润过的） 推荐理由：蒸发吸热有致冷作用，日常生活很常见。但是，“神5飞船”返回舱在进入大气层时是一团火球、而里面的人却安然无恙，学生是知道其中道理的，但是学生没有直接的体验。当学生看到一个纸团是烧成灰烬、而另一个纸团却完好无损时，学生的感受只有二个字-----惊讶！ 案例二：比热容概念的教学 实验设计：等质量的铅和水加热后，体验温度的变化。 推荐理由：比热容是一个很抽象的概念，学生不能理解物质有一种性质------热的容量。当等质量的铅块和水加热几分钟以后，水可以用手摸一摸，感受温度的变化；而铅块却不能用手摸，这时铅块的温度可以点燃火柴。强烈的对比必然引起学生积极地思考。 三、物理实验设计要注意学生的参与性：课堂教学的生命力就在于-------师生融为一体

实验设计的意义、原则与基本内容

实验设计的意义、原则与基本内容[关键词] 健康网讯: 一、实验设计的意义实验设计是科学研究计划内关于研究方法与步骤的一项内容。在医学科研工作中，无论实验室研究、临床疗效观察或现场调查，在制订研究计划时，都应根据实验的目的和条例，结合统计学的要求，针对实验的全过程，认真考虑实验设计问题。一个周密而完善的实验设计，能合理地安排各种实验因素，严格地控制实验误差，从而用较少的人力、物力和时间，最大限度地获得丰富而可靠的资料。反之，如果实验设计存在着缺点，就可能造成不应有的浪费，且足以减损研究结果的价值。总之，实验设计是实验过程的依据，是实验数据处理的前提，也是提高科研成果质量的一个重要保证。二、实验设计的原则实验设计有属于专业方面的，有属于统计方面的。从统计方面说，主要应当考虑对照、重复、随机化等问题，这就是所谓实验设计的三原则。其具体内容我们将在第二、三、四节介绍。三、实验设计的基本内容（一）拟定相互比较的处理所谓处理，指的是在实验研究中欲施加给受试对象的某些因素。如营养实验的各种饲料，治疗某病的几种疗法或药物，药理研究中某药的各种剂量等。在实验的全过程中，处理因素要始终如一保持不变，按一个标准进行实验。如果实验的处理因素是药物，那么药物的成份、含量、出厂批号等必须保持不变。如果实验的处理因素是手术，那么就不能开始时不熟练，而应该在实验之前使熟练程度稳定一致。（二）确定实验对象及数量这里指的是实验所用的动物或活体组织标本等。在实验设计中，要根据实验观察的目的与内容，明确规定采用什么样的实验对象，实验对象中的每个实验单位必须具备的条件与要求，以保证受试对象的一致性。实验对象需要有一定的数量，例数不能太少，也不宜过多。如何估计例数，详见第四节。（三）确定将各实验单位分配到各种处理中去的原则这主要是随机分配或随机化问题。第三节将介绍几种常用的随机分组方法。（四）拟定观察项目和登记表要根据研究目的和任务，选择对说明实验结论最有意义，并具有一定特异性、灵敏性、客观性的观察项目。必要的项目不可遗漏，数据资料应当完整无缺；而无关紧要的项目就不必设立，以免耗费人力物力，拖延整个实验的时间，尔后，要按照观察项目之间的逻辑关系与顺序，编制成便于填写和统计的登记表，以便随时记录实验过程中获得的数据资料。同一项目的度量衡单位必须统一符号（如+、++、+++等），应有明确的定义。（五）拟定对资料整理分析的预案这就是对将获得的数据资料准备如何进行整理？要计算哪些统计指标？用什么统计分析方法？事先必须有个初步的设想。例如对计数资料，是计算率还是百分比？若计算率，分子是什么？分母是什么？各组同一项目的某个率或百分比如何进行比较？又如对计量资料，是计算算术均数、几何均数还是中位数？同一项目各均数间应采用什么方法作比较？切忌实验设计时不认真考虑，实验过后拿数字去找统计方法。

复旦大学物理教学实验中心建设国家级示范中心历程

复旦大学物理教学实验中心建设国家级示范中心历程 复旦大学物理教学实验中心 复旦大学, 每年有近3000名学子走进这里，来尽享实验的乐趣与思维的舞动。她就是一个致力于培育全校学生动手能力与科研素养的物理教学实验中心。2007年批准为国家级实验教学示范中心建设单位，这是她发展史上值得铭记的里程碑。在这以后的三年多时间里，奋进与奇迹并举, 一年一个飞跃，先后收获大学物理实验、文科物理(理论和实验)、近代物理实验等3门国家精品课程荣誉称号；获得上海市教学成果奖1项，学生发表论文40余篇，成功研制教学演示仪器和实验仪器近20种，并在全国高校仪器评比中频频获奖；上海市教育系统文明班组、宝钢优秀教师奖和上海市实验室工作先进工作者等集体和个人荣誉，更让她绽放出夺目的光芒。 近60年的发展历史塑造了它厚重的品质，不断创新的理念又给予它蓬勃向上的生命力。“以学生为本”是它始终如一的教育理念。既有厚重基础，又注重创新，两者均衡结合。“要对得起学生”是老师们常说的口头禅，他们时时这么想，处处这么做。这一既朴素又深邃的理念，是课程体系改革的出发点，也是改进教学实践的落脚点。中心建设的实验教学体系可概括为“一个核心，三个层面”，即以培养学生实践创新能力为核心，由“基础型实验教学—综合型实验教学—研究型实验教学”三个层面，既分层次又相互衔接的实验教学新体系。 实验中心有16名专职实验教师和8位实验技术人员，为使实验教学与科研紧密相连，在实验教学中加入科研元素，中心聘请10余位“长江学者”、“杰青”等教授、副教授为兼职教师；中心先后建立了反映物理学发展前沿的、高水平教学实验室：核磁共振成像实验室、微波实验室等；中心出版了纳入“十一五”国家规划的系列教材，等等，所有这些联合构成了强大的软硬件支撑，确保实验教学保持高水平。 中心自主建立的实验中心维基网站将课堂从实验室拓展至无限空间，并创造了3年另2个月的时间，页面点击量破400万次的神话，在这里，教学资源应有尽有，互动交流随时随刻，是名副其实的物理实验教学第二课堂；给学生充分自主权，鼓励其大胆尝试的教育理念更为学生创造了无限发展的可能；教师们不惧挑战，也时刻挑战学生；坚持开展的实验教学校庆专场报告会、选派学生在全国物理实验教学研讨会上作报告，为学生提供了充分展示的舞台。 先进的理念和不拘泥于形式、讲究实效的各项举措，形成了显明的复旦特色： 1.建立了一个从低到高、从基础到前沿、从传授知识到培养综合能力，逐渐提高的近代物 理实验教学课程体系，注重学生知识、能力和素质的全面培养。 2.加强基础训练的前提下，开设物理学现代发展中的“新技术、新现象、新材料、新应用” 相关的教学实验。 3.科研教师参与实验教学，在教学中加入科研元素；采用多种形式的师生互动，引进多元 化教学；给学生更多自由探索的可能，满足学生求知和创新的欲望。 不竭的创造力源自中心和谐的氛围与科学的管理。平等民主的管理体制让中心的每一位老师尽展其才；每周一次固定时间的教学研讨会让彼此互帮互促、共同提高；鼓励进修和对外交流的激励机制让老师们的视野日渐开阔，年轻教师出国考察学习，让老师们的学习热情不断高涨；和谐而温馨的工作氛围更让中心每一位成员的心紧紧凝聚。 很多学生经过物理实验课程的学习，表现出强烈的求知欲望和无限的想象力和创造性。他们的能力和才华得到了释放，真正体现了实验课程的价值。“对于我们来说是非常有挑战的…，这也是在别的课程中所没有经历过的。全部取决于你的态度，你的信心和你的努力。不得不说在这一个学期中，我们经历了很多困难，但是我们学到了更多。”学生们如是评述他们在中心的学习经历。学生的口碑是对中心工作最高的嘉奖，也是引领中心不断超越的源动力。在这动力的推动下，复旦大学物理教学实验中心的未来，精彩在继续……

人教版高中物理课本中的图像和演示实验

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课本中的图像和演示实验 1.解释鸟儿为什么能够安然无恙： 2.商用核电站使用的是什么核燃料？ 3.物体在传动带上是如何运动的，如何检验。 4.光斑向什么方向移动？ 5.伽利略的实验说明了什么问题？ 6.抛掉副油箱的目的是什么？ 7.绳上的拉力等于 8.在下面哪些情况下，水不喷出来：上抛、斜抛、水平抛、下抛、自由落体。 9.马为什么能把车拉走？ 10.描述蜡烛块的运动： 11.平抛实验说明了什么问题？

12.能否击中靶，为什么？ 13.卡文迪许扭称 14.三个宇宙速度的意义。 16.计算动量变化： m＝1㎏，v＝2m/s，v'＝2m/s。 17.请解释 18.机械能是否守恒，动量是否守恒 19.请解释 20.分析小车的运动情况 21.分析铁锤钉钉子的过程： 22.请分析小球在不同位置的受力情况 23.确定单摆的周期？

24.转动频率有很小缓慢逐渐增大，分析振子的振动情况：频率、振幅 25.分析其它各摆的振幅和周期 26.说明此曲线的意义 27.描述现象，分析原因。 28.小球做什么运动，摆长是多少。 30.由这两组图分别得到什么结论？ 31.这个实验说明了什么问题？ 32.会分析加强区域和减弱区域。

33.判断频率的高低情况。 34.此实验说明了什么问题 ？ 35.什么东西在运动？这种运动有什么特点？说明 了什么问题？是轨迹吗？ 36.分子力随分子间距离变化的规律是什么？再此 图上画出分子间势能随分子间距离的变化规律。 37.请解释为什么要用较大的力才能将玻璃提起来。 38.如何操作能使火柴头燃烧，为什么？ 39.温度计示数如何变化，为什么？

高中物理实验设计原则

高中物理实验设计原则 1实验的设计 最初的高中物理实验手册对验证机械能守恒实验的设计，是让重锤连接一条纸带，纸带穿过竖直固定的电火花计时器的限位孔(如图1所示)，接通计时器电源，手提纸带从高处静止释放重锤，重锤和纸带一起加速下落，打点计时器在纸带上记录了重锤的运动情况．重复做多次试验，然后选择一条打点清晰的纸带(如图2所示)来研究重锤下落是否机械能守恒．重锤从静止开始下落，要求出减少的机械能mgh，首先要找到开始下落时的那个纸带上的那一个打点O点．设计者利用理论计算。所以把距离为2mm的两个打点的那一个点记做是静止下落的起始点O点．这样就可以用刻度尺测量出重锤下落的高度hOB，算出减少的机械能．再利用短时间内AC平均速度约等于B点的瞬时速度．实验分析从以上试验设计原理上去分析以上的实验设计，似乎都一一满足了．而且此实验设计简便，测量数据较少，数据处理也很方便，这样也同时提高了实验的精确性．只是实验中纸带下落过程受到打点计时器和空气的阻力，但重锤的重力远大于阻力．因此数次的实验结果也比较符合设计者的预想．粗略看来此实验的设计较为成功，但问题出在初始点O点的确定上，即2mm的推导上． 2实验的改进 设计者为了避开因寻找起始点而犯的科学性错误，现行的物理实验手册中在处理纸带时，实验不再确定起始点，而是随机取了纸带中较为清晰的两点A、B(如图3所示)，验证重锤从A到B的过程中机械能是否守恒．实验要量出AB的距离，然后用短时间内平均速度约等于瞬时速度。实验分析实验的操作过程没有发生变化，只是在纸带打点处理上进行了改进，而改进后的实验没有了科学性错误，并且也是切实可行的．从实验设计原则上看都满足了七大原则，那这样的实验设计是不是完美了呢?不需要做任何的优化了呢?其实我们可以发现这实验设计也有它的缺陷存在．①实验至少需要测量三段距离，要计算两个瞬

对中学物理演示实验的认识和教学设计案例

1 引言 “你要我做什么？你要我怎么做？”长期以来，我们的学生就是在这种被动,机械的模式下进行着学习，思想僵化，缺乏创造力。而反思我们的教学则不难发现：思想僵化，是因为我们给予学生太多的“必须”；缺乏创造力,是因为我们留给学生太少的“可能”。物理实验的教学设计,正是活跃思想,培养能力的一种好方法,好途径。传授以物理实验的基本方法，更多地让学生去思考：“我要做什么？我会怎么做？我为什么这么做？”能力的提高有一个时间积累的过程。因此，从平时的每一堂课入手，切实加强对演示实验和分组实验的教学设计，才是物理学科将能力培养与知识掌握达到最佳结合的途径。 2 中学物理演示实验教学的现状及对策 物理学是一门比较抽象的科学，是以观察、实验为基础的学科，它包含的内容极其丰富，许多基本概念、定律、定理需要学生掌握，教学过程中的各个环节密切联系。演示实验更是教学中极其重要的环节，在中学物理教学中具有不可替代性。 2.1 中学物理演示实验的特点 从演示实验的教学过程来看，实验装置与教师、学生构成

了三元教学系统，其中演示实验装置起到了建立物理情景的作用。教师的引导，激发了学生观察实验的兴趣和解释实验现象的欲望。也就是说，教师引导对激发学生的情感起了主导作用。学生在物理情景和物理情感的作用下，主动参与观察实验，在活动中使智力、技能和品格都得到发展]1[。搞好物理演示实验教学，不仅能够达到使学生掌握好基础知识和基本技能的要求,而且还能使它成为学生学习探索知识的过程，从而使学生建立科学的思维方法，培养学生的创造能力，全面提高人的素质。 2.2 中学物理演示实验教学的现状分析 本世纪80年代以来，国内外不少物理教育工作者进行了教改实践，总的趋势都是加强物理实验教学，注重从“应试教育”向“素质教育”转轨。但我国由于应试教育的强大压力、传统教育思想的束缚、实验设备的不足及实验技术的落后等，在当前的物理实验教学中，演示实验仍是极其薄弱的环节，这种状况将影响学生的知识能力结构和非智力因素的发展。目前制约当前高中物理演示实验教学的主要因素主要有以下几个方面：(1)受传统的“应试教育”思想的影响太深；（2）对“物理实验在教学中的作用”的认识存在偏差；(3)对演示实验及其教学方式缺乏创新思想]2[。 2.3 如何改进中学物理的演示实验教学

试验设计习题及答案

【西北农林科技大学试验设计与分析复习题】员海燕版 一、名词解释(15分) 1．重复：一个条件值的每一个实现。或因素某水平值的多次实现。 2．因素：试验中要考虑的可能会对试验结果产生影响的条件。常用大写字母表示。 3．水平：因素所处的不同状态或数值。 4．处理：试验中各个因素的每一水平所形成的组合 5．响应：试验的结果称为响应； 响应函数：试验指标与因素之间的定量关系用模型 ε+=),,(1n x x f y Λ表示，其中 ),,(1n x x f y Λ=是因素的值n x x ,,1Λ的函数，称为响应函数。 6．正交表：是根据均衡分散的思想，运用组合数学理论在拉丁方和正交拉丁方的基础上构造的一种表格。 7．试验指标：衡量试验结果好坏的指标 8．随机误差：在试验中总存在一些不可控制的因素，它们的综合作用称为～ 9．交互作用：一般地说，如果一个因素对试验指标的影响与另一个因素所取的水平有关，就称这两个因素有交互作用。 10．试验设计：是研究如何合理地安排试验，取得数据，然后进行综合的科学分析，从而达到尽快获得最优方案的目的。 11．试验单元：在试验中能施以不同处理的材料单元。 12．拉丁方格：用拉丁字母排列起来的方格，要求每个字母不论在方格的行内还是列内都只出现一次。 13．综合平衡法：先对各项指标进行分析，找出其较优生产条件，然后将各项指标的较优生产条件综合平衡，找出兼顾各项指标都尽可能好的生产条件的方法。 14．综合评分法：是用评分的方法，将多个指标综合成单一的指标---得分，用每次试验的得分来代表试验的结果，用各号试验的分数作为数据进行分析的方法。 15．信噪比：信号功率与噪声功率之比。 16．并列法：是由相同水平正交表构造水平数不同的正交表的一种方法。 17．拟水平法：是对水平数较少的因素虚拟一些水平使之能排在正交表的多水平列上 的一种方法。 18．直和法：是先把一部分因素和水平放在第一张正交表上进行试验，如果试验结果 达不到要求，再利用第一阶段试验结果提供的信息，在第二张正交表上安排下一 阶段的试验，最后再对两张正交表上的结果进行统一分析的方法。 19．直积法: 在某些试验设计中，试验因素常可分为几类，为了考察其中某两类因素 间的交互作用，常采用的把两类因素所用的两张正交表垂直叠在一起进行设计和 分析的一种方法。 20．稳健设计：为了减少质量波动,寻找使得质量波动达到最小的可控因素的水平组合 二、简答题(10分) 1．试验设计的基本原则是什么？ 答：一是重复，即一个条件值的每一个实现。作用是提高估计和检验的精度 二是随机化，是通过试验材料的随机分配及试验顺序的随机决定来实现的 三是区组化，也就是局部控制。 2．试验设计的基本流程是什么？ 1明确试验目的 2选择试验的指标，因素，水平 3设计试验方案 4实施试验 5对获得的数据进行分析和推断。 3．试验设计的相关分析有哪几种？ 一是相关系数，即用数理统计中的两个量之间的相关程度来分析的一种方法。 二是等级相关，是把数量标志和品质标志的具体体现用等级次序排序，再测定标志等级和标志等级相关程度的一种方法。有斯皮尔曼等级差相关系数和肯德尔一致相关系数） 4．为什么要进行方差分析？ 方差分析可检验有关因素对指标的影响是否显著，从而可确定要进行试验的因素； 另外，方差分析的观点认为，只需对显著因素选水平就行了，不显著的因素原则上可在试验范围内取任一水平，或由其它指标确定。 5．均匀设计表与正交表，拉丁方设计的关系 6．产品的三次设计是什么？ 产品的三次设计是系统设计，参数设计，容差设计。 三、(15分) 1．写出所有3阶拉丁方格，并指出其中的标准拉丁方格和正交拉丁方格

初中物理演示实验、分组实验汇总

人教版初中物理实验目录八年级上物理实验目录 一、演示实验 1、测一测你听觉的频率范围； 2、探究声音的奥秘； 3、观察水的三种状态记起特征； 4、练习使用温度计； 5、观察蒸发现象； 6、模拟大自然中“雨”的形成； 7、人工造“雪”； 8、分解太阳光； 9、观察色光的混合； 10、观察颜料的混合； 11、探测红外线的热效应； 12、光的直线传播——手影； 13、探究光的反射； 14、观察镜面反射与漫反射； 15、认识透镜； 16、辨别凸透镜和凹透镜； 17、测定凸透镜的焦距； 18、透镜的应用； 19、通过两个透镜观察物体； 20、观察光从空气射入水中时的折射现象； 21、观察光通过玻璃砖时的折射现象； 22、探究透镜的奥秘； 23、光的折射与透镜原理； 24、比较课桌的长、宽、高； 25、观察刻度尺； 26、用刻度尺测量纸张的厚度； 27、比较纸片下落的快慢； 28、测量纸片下落的速度。 二、分组实验 1、观察水的沸腾； 2、探究水、松香的熔化特点； 3、探究平面镜成像的特点； 4、探究凸透镜成像的规律； 5、研究充水玻璃管中气泡的运动规律。

一、演示实验 1、托盘天平的认识和使用； 2、探究物体的形状、形态的变化对其质量大小的影响； 3、测量一枚大头针的质量； 4、测量水的质量； 5、探究物体的质量和体积之间的关系； 6、比较物质的硬度； 7、认识物体的结构； 8、探究分子的运动和分子间存在吸引力； 9、观察物体形变大小与外力大小的关系； 10、观察弹簧测力计； 11、判断重力的方向； 12、研究自行车上的摩擦力； 13、物体间力的作用是相互的； 14、探究大气压强； 15、估测大气压的值； 16、流体压强和流速的关系； 17、探究浮力的大小； 18、下沉的物体是否受到浮力的作用； 19、怎样使物体上浮或下沉； 20、探究二力平衡的条件； 21、探究阻力对物体的影响； 22、探究物体的浮沉条件； 23、观察惯性现象； 二、分组实验 1、用天平测物体的质量； 2、用量筒和天平测量固体和液体的密度； 3、探究不同物质比热容的大小； 4、探究影响物体所受重力大小的因素； 5、探究改变摩擦力大小的方法； 6、探究压力和压强的关系和效果； 7、探究液体的压强。

初中物理单元作业设计原则.doc

单元作业设计是在单元知识学习结束后，对各节凌乱的知识进行系统研究，形成知识的网络化和系统化，使课内知识与课外的拓展相结合，识记与探究相结合，动脑与动手相结合的综合性作业设计，对检验学习成果及检测能力的提高有着重要的作用。因此单元作业的设计应遵循以下原则： 一、以新的物理课程标准为准则。 新物理课程标准的主旨是：提高学生的科学素养。学生是单元作业的执行者、操作者，因此单元作业设计应以学生为主体，做到研究学生，深入了解学生的认知特点和学习实际，从而建立最基本的自信心，提高做作业的兴趣。 如在《简单机械和功》的单元作业设计中，除了设计基本的习 题外，还增加了操作性作业：要求学生把生活中认识的所有杠杆进行分类，并能够分析描述。如此既能激发学生学习的兴趣，又培养了学生的观察能力、语言表达能力、分析能力、概括能力等，为学生综合素养的提高做好铺垫。 二、深挖教材体系，确立知识体系。 在单元学习的基础上，深入研究整个教材体系，根据学生的认知特点和本单元的教学内容、教学目标、教学重难点等，对教材内容进行重组，由浅入深、由易到难的确立本单元的知识体系。 《简单机械和功》一章，在了解各节教材及学生学情的基础上，对知识进行重组。 杠杆基础：杠杆的分类简单计算

简单 重点：探究杠杆平衡条件 滑轮滑轮组基础：特点、作用、实质 机械重点：简单计算 斜面轮轴基础：实质 基础：实质 生活中的应用 生活中的应用 功基础：概念、公式、单位、简单计算 难点：判断做功的必要条件 功功率基础：概念、公式、单位、简单计算 重点：估测上楼时的功率 机械效率重点：有用功、总功、额外功 难点：探究滑轮组的机械效率 以重组的知识体系作为单元作业设计的指南，如在选择题里面 设计了杠杆的分类、简单机械的判断、功、功率的认识等习题；实验 探究题预设了杠杆实验、滑轮组机械效率的实验等。思路清晰、循序渐进、难易适中，既体现教材特点，又凸显学生思维特点。 三、利用生活资源，体现学科特点。 物理学科的特点是：来源于生活，为生活服务。单元作业要成 为连接物理教学与社会生活的纽带，在理论学习的基础上，回归生活，做到物理教学为生活服务的目的，体现在单元作业设计的生活化、社会化，激发学生完成作业的热情和欲望。如： 1．图 2 所示的用具中，属于费力杠杆的是（）